Your browser is out of date.

You are currently using Internet Explorer 7/8/9, which is not supported by our site. For the best experience, please use one of the latest browsers.

Materiály pro inzerty mosaz versus nerezová ocel

Michael J. Pasko, aplikační inženýr

Stáhnout technický článek

SPIROL vyrábí všechny standardní inzerty z mosazi, která je rozšířeným průmyslovým standardem. Ve většině případů mosaz převýší výkonnostní požadavky pro danou aplikaci a přitom je nejlepším ekonomickým řešením a poskytne nejnižší cenu pro inzert i jeho instalaci. To je dáno především její dobrou teplotní vodivostí a také obrobitelností v porovnání s dalšími materiály, které se občas pro výrobu závitových inzertů používají.

SPIROL nabízí širokou škálu inzertů pro plasty 

Teplotní vlastnosti mosazi umožňují rychlé ohřátí ochlazení a inzertů opětovné během instalace do dílu z plastového materiálu. Díky tomu, že se mosaz zahřívá rychleji, je výhodou všech teplem či ultrasonicky lisovaných inzertů jejich rychlejší i ns ta l ace. Operátor totiž nemusí dlouhou na čekat dobu nedosažení požadované teploty potřebné plastového k roztavení materiálu. Z hlediska kvality je zase důležitý ten fakt, že po instalaci a odstranění zahřívacího elementu, mosaz rychle zchladne a plast začne kaogulovat, což zajistí inzert v potřebné pozici a to předchází nežádaným „pohybům“ inzertu po instalaci. Toto je výhoda v porovnání s ocelí, která vyžaduje znatelně více času k zahřátí na správnou teplotu, která zajistí roztavení plastu a tím trvá samotná instalace déle. Rovněž delší dobu trvá i chladnutí oceli, tedy inzert a s ním i plastový díl musí zůstat ve stabilní poloze dokud se plast nestane dostatečně tuhým, aby se předešlo pohybům inzertu v díře.

Co se týče obrábění, mosaz je mnohem jednodušší pro opracování než většina železitých materiálů. Zatímco cena za kilo „surové“ mosazi a nerezové oceli je přibližně stejná, vidíme znatelný rozdíl ve výrobní době, kde obrábění nerezové oceli trvá nepoměrně déle, což zvyšuje výrobní náklady. Fakt, že nerezová ocel je mnohem tvrší než mosaz, také znamená větší opotřebení obrábějícího  nástroje, který musí být častěji měněn za nový. Toto samozřejmě také zvyšuje náklady a prodlužuje čas výroby. 

Další podstatnou výhodou mosazi je to, že odpad z výroby se dá prodat zpět dodavatelům surového materiálu za přibližně stejnou cenu za kilo, jako byla cena nákupu za surový materiál. Proto podstatná část nákladů na surový materiál je kompenzována právě touto možností prodeje odpadu, zatímco odpad z ocelových matriálů je v podstatě bezcenný. 

Ačkoli je mosaz výbornou volbou pro většinu aplikací, v některých případech je nutností sáhnout po nerezové oceli, která je pro danou aplikaci vyžadována. Je důležité tedy vědět, že tyto rozdílné materiály mají své jedinečné vlastnosti, které musí být zvažovány při výběru inzertu. Hraje zde důležitou roli prostředí, ve kterém je inzert použit. Materiál, který je vhodný pro jedno prostředí, může být problematický v prostředí jiném. Například, mosaz a nerezová ocel jsou antikorozními materiály, avšak každý bude reagovat rozdílně v různých korozivních prostředích. Tento dokument přináší srovnání vlastností a výhod mosazi v porovnání s nerezovou oceli a vyzdvihuje také jejich limitní možnosti využití.

Mosaz

Mosaz je výborným materiálem pro použítí ve většině průmyslových a zamědělských aplikacích a většinou nabízí nejnižší náklady za inzert a jeho instalaci.

Základní vlastnosti, výhody a omezení mosazi

  • Mosaz nabízí mnohem lepší tepelnou vodivost než uhlíkové nebo austenitické nerezové oceli. Vlastně mosaz je 2krát vodivější než uhlíkové oceli a 15krát vodivější než austenitická nerezová ocel. Výsledkem je, že mosaz je ideální materiál pro instalaci inzertů teplem nebo ultrasonicky, narozdíl od dalších obráběných produktů.
  • Výborná tepelná vodivost také zaručuje přesnou instalaci a pozici inzertu v plastovém dílu. Jelikož mosaz rychle chladne, inzert může být instalován rychle a přesně do daného komponentu, aniž by zde byla obava, že se v díře bude pohybovat. Oproti tomu, ocelový inzert musí být „zajištěn“ v roztaveném plastu tak, aby zůstal v žádané pozici a splnit tak požadavek na přesnost instalace. Jinak  by došlo k „tečení“ a pohybu inzertu vůči žádané pozici, což by vedlo k nekvalitnímu spoji ve finální montáži dílů sestavy.
  • Mosaz je mnohem výhodnější co do obrobitelnosti a výroby inzertů. Toto snižuje takt výroby a tím i náklady. Hodnota obrobitelnosti pro mosaz třídy C36000 je 100 a tento materiál byl stanoven jako měřítko k porovnání s ostatními z hlediska měření obrobitelnosti.
  • Odpad z výroby je mnohem hodnotnější než odpad z nerezových ocelí. Výsledkem je, že větší část nákladů na materiál se po výrobě inzertu vrátí. 
  • Mosaz je výbornou volbou pro použití v teplé i studené vodě pro průmyslové i domácí systémy a je vhodná i pro kontakt s pitnou vodou.
  • Mosaz je v některých případech vhodná pro použítí v kontaktu s mořskou či poloslanou vodou, kde je mírná rychlost proudění. Ovšem již není tak vhodná pro aplikace, kde se vyskytuje vysoká rychlost proudění slané vody. V kontaktu s mořskou vodou si mosaz vytvoří ochranou zelenou vrstvu na povrchu.
  • Mosaz nabízí výborné chování v mrazivých podmínkách, nabízí tak alternativu právě pro nerezové oceli v aplikacích, kde se o mosazi jako materiálu neuvažovalo.
  • Mosaz se často používá v prostředích, kde je výrobek vystaven působení mírných alkalických roztokům, ovšem nedoporučuje se mosaz použít v prostředí silných roztoků jako jsou hydroxidy, kyanidy. 
  • Mosaz nabízí dobrou odolnost proti korozi v prostředí neoxidujících kyselin, avšak prostředí s oxidujícími kyselinami není doporučeno.
  • Mosaz nabízí výbornou antikorozní ochranu v kontaktu s ropnými produkty.
  • Mosaz nabízí také dobrou pevnost a v podstatě převyšuje pevnost v tahu u nízkouhlíkových ocelí typu 12L14. Pokud je třeba zlepšit pevnost v oblasti závitů, lze jednoduše zvětšit délku závitové části a tím je možno konkurovat nerezovým ocelím.
  • Protikorozní vlastnosti mosazi mohou být také zlepšeny povrchvou úpravou – poniklováním. Tím dostane inzert stříbřitou barvu povrchu. Poniklování se také může zvolit při aplikacích, kde je povrch vystaven vyššímu oděru. Některé příklady aplikací, kde je použito poniklování mosazi jsou dveřní kulové rukojeti, instalatérské přípojky, ozubená kola, ložiska.

Nerezová ocel

Na trhu je celá řada nerezových ocelí, avšak nerezová ocel typu 300, neboli austenitická nerezová ocel, je nejčastěji porovnávaná právě s mosazí a také užívaná v řadě odvětvích a aplikacích jako materiál pro inzerty. Je důležité si uvědomit, že vlastnosti nerezových ocelí se velmi liší a jsou dány obsahem přísad a prvků a je proto těžké učinit nějaké všeobecně platné závěry ohledně jejich charakteristik. Z tohoto důvodu musí být jakékoli aplikace, žádající inzerty z nerezové oceli, podrobně vyhodnoceny SPIROL aplikačním týmem a procesem, aby bylo zajištěno, že bylo vybráno to nejvhodnější řešení z hlediska kvality, uspokojení požadavků a ceny.

Základní vlastnosti, výhody a omezení nerezových ocelí

  • Nerezová ocel je mnohem obtížněji obrobitelná než mosaz a takt výroby je tímto delší, což zvyšuje náklady na výrobu inzertu. Rovněž je snížena životnost nástroje a to také ve výsledku zvyšuje náklady.
  • Odpad z výroby je znehodnocen a nelze ho prodat zpět dodavateli materiálu, jako tomu je u mosazi. Toto samozřejmě znemožňuje snížení nákladu na výrobní materiál.
  • Nerezová ocel je 15 krát méně tepelně vodivá než mosaz. Nejběžnější metodou instalace (nemluvíme-li o zastříknutí v procesu) zůstává tepelné nebo ultrasonické lisování, které samozřejmě prodlužuje celý proces a snižuje výkonnost montáže na lince.
  • Některé třídy nerezových ocelí, jako 316, předčí vlastnosti mosazi v agresivním mořském prostředí, kde je vysoká rychlost proudění, ale tato odolnost se nevyskytuje u všech dalších ocelí. Důležité je zmínit, že ocel třídy 303 je nejběžněji užívaná pro soustružení a nabízí hodnotu obrobitelnosti mnohem lepší, než nabízejí další třídy ocelí 300. Je to dáno tím, že u oceli 303 je zvýšen obsah síry. Ta ale nadruhou stranu bohužel snižuje antikorozní schopnost v mořské vodě. Brakická nebo pomalu se pohybující mořská voda také zvyšuje riziko důlkové či štěrbinové koroze v mnoha typech nerezí třídy 300.
  • Nerezová ocel také nabízí výbornou odolnost proti kyselinám a její povrch může být navíc opatřen pasivací, ať už v kyselém či dusíkatém roztoku. Kyselina chlorovodíková by se neměla k těmto účelům užívat.
  • Nerezové oceli, stejně jako mosaz, poskytují výbornou odolnost proti korozi v kontaktu s ropnými látkami.
  • Nerezové oceli také obvykle mají vyšší pevnosti než mosaz, to zaleží opět na třídě, typu, tedy na složení.
  • Některé třídy autenitické nerezové oceli, jako jsou 302, 304 a 316 jsou schváleny dle FDA pro kontakt s potravinami a mají tak využítí v potravinýřském průmyslu. Třída 303 není pro takovéto použítí schválena.
  • Austenitická nerezová ocel poskytuje využítí pro vyšší teploty než mosaz, nicméně je třeba zmínit, že teplotní interval využití dané aplikace je limitován teplotní odolností samotného plastového dílu. Tedy plast by se s největší pravděpodobností roztavil dříve, než jakýkoli kovový inzert.

Instalační technologie pro inzerty

Přibližně až 75% výkonu inzertu v dané aplikaci je přímo závislých na kvalitě jeho instalace. Pro ty druhy inzertů, které se instalují až po samotném procesu vstříkování plastového dílu, nabízí SPIROL flexibilní, víceúčelová řešení pro jejich instalaci to termoplastů i termosetů. 

Základní modely zahrnují manuální, poloautomatická i automatická zařízení. Tyto standardizované, časově prověřené, modulární systémy jsou robustní, spolehlivé, jednoduše nastavitelné a umožňují jednoduché úpravy vyžádané aplikací a zákazníkem.

Více než 80% komponentů těchto zařízení je testováno a schváleno jako standardní díly. Toto má za následek rychlejší dodací lhůty, větší spolehlivost a nižší cenu při zachování vysoké kvality.

Automatická zařízení jsou ideálním základem k vytvoření samostatně stojících systémů a stanovišť ve výrobě a k podpoře rychlejší a kvalitní montáže.

Jako možnosti a dodatečné vybavení nabízíme:

  • Automatický systém pro sběr komponentů
  • Označování dílů rotačním či lineárním systémem
  • Snímání přítomnosti samotného dílu a inzertu
  • Monitorování kroutícího momentu pro instalaci závitořezných inzertů
MÁTE NĚJAKÝ DOTAZ? Jsme tady, abychom vám pomohli!

Máte nějaký výrobní problém, který vám nejde vyřešit? Naši technici takové výzvy milují. Doporučit vám to nejlepší řešení pro vaše aplikační požadavky je to, co umíme nejlépe. Zavolejte nám nebo vyplňte formulář a spojte se s námi!

+ 420 226 218 935